關于虛擬及模擬技術在基層泌尿外科醫師腔鏡外科技能培訓中的一些體會

張 川,祝青國,胡興平,金承洛

(1.哈爾濱醫科大學附屬第二醫院,黑龍江 哈爾濱 150086,2.成都市第五人民院,四川 成都 611330)

泌尿外科手術發展至今,從開放手術到腔鏡手術,基于腔鏡手術發展機器人手術,泌尿外科作為腔鏡外科發展最全面,最迅速的一個學科,如何培養本學科基層進修醫師腔鏡外科技能關乎未來泌尿外科基層醫療事業的發展及人才的培養。為此通過總結,筆者通過教與學兩個角度,淺析關于腔鏡虛擬及模擬訓練在泌尿外科基層進修醫師腔鏡外科技能培養中的一些體會:

一、資 料

資料2010年5月至2011年5月我院參加泌尿外科腔鏡技術培訓的基層醫師共62名。根據已建立的模擬操作考核標準,分別于培訓前后對培訓者進行考核,考核內容主要包括腹腔鏡模擬器及虛擬腹腔鏡下的縫合、打結、切割、分離操作及其操作時間、準確度及動物手術評價。滿分50分。

二、虛擬及模擬設備訓練結果

(一)模擬設備訓練。

目前有多種用于腔鏡訓練的模擬器。這種模擬器模擬了腔鏡下手眼分離的操作,操作者可邊看監視器,邊在箱外使用器械完成箱內的操作,鍛煉其腔鏡下空間感、方向感及手眼的協調運動,是初學者較好的一個訓練工具,經過上述的訓練課程后,促進初學者熟悉了解腔鏡下的常用手術器械及操作技巧。同時通過模擬訓練掌握腔鏡器械的正確認識和使用,為規范化的虛擬設備訓練奠定基礎[1]。

(二)虛擬設備訓練。

通過腹腔鏡手術的虛擬仿真研究,以外科仿真模擬系統加強對于腔鏡外科醫生的培訓。腔鏡虛擬現實模擬出的環境和操作較普通的機械視頻訓練箱相比更為接近真實情況。較理想的虛擬現實訓練可完全實時模擬如組織器官的彈性變型、回縮、出血以及術者可以感受到使用器械的觸覺感及力反饋。虛擬現實設備還可以完全模擬整個手術操作者的手術過程,就如在真實人體上手術的感受一致。在本組數據當中可以清晰的發現,虛擬技術結合模擬訓練后,在動物手術考核中,分數較高,學員對于腔鏡僅能掌握程度較高(見附表)。

附表 培訓前后學員技術掌握情況比較(±s)分

附表 培訓前后學員技術掌握情況比較(±s)分

＊P<0.05模擬器組VS模擬器結合虛擬組

分組人數(人)培訓前(分)培訓后10天(分)培訓后10天(動物手術)(分)模擬器3124.6±3.040.6±4.238.4±3.7模擬器及虛擬3126.1±2.746.8±3.2＊44.1±2.6＊

(三)虛擬及模擬設備訓練優勢。

從虛擬設備視頻中,基層進修醫師可以進一步加深泌尿系解剖和周圍組織器官解剖,了解腔鏡外科手術的入路、分離、牽拉、暴露、結扎、縫合等基本操作。通過整個虛擬手術過程讓基層進修醫師更加形象、生動地學習腔鏡泌尿外科常見問題的處理以及何時終止手術,或者腔鏡手術中轉開放等。通過虛擬設備逐步讓基層進修醫師加深理論同實際聯系,形成從視頻二維圖像形成三維感覺,形象地掌握解剖層次和手術步驟[2-3]。利用虛擬技術虛擬出治療過程中出現的問題及對策醫學場景:(1)針對不同的手術方案把每一種手術過程中容易出現的問題及相應的對策都虛擬出來,如血管縫合,輸尿管縫合等;(2)進行個性化手術.和針對性訓練,提高手術療效,彌補實物教學資源的不足。使得一些在教學中由于多方面的原因而無法開設的教學實驗可以順利進行,并可以針對器官周圍粘連,出血修補等不易處理情況進行針對性訓練;(3)同時利用虛擬現實系統,進一步使學生可以做各種各樣的操作,獲得與真實實驗一樣的體會,從而豐富感性認識,加深對教學內容的理解[4]。

三、動物模擬手術

模擬器和仿真虛擬設備訓練與人體仍然是存在差異的,初學者必需進一步接受手術臺上的訓練,在手術中進一步學習和熟練腔鏡手術操作,掌握腔鏡手術操作。文獻報道國外腔鏡醫師重視模擬手術訓練后實驗室動物手術的訓練,一般在整個訓練過程中動物實驗室的訓練比例為總學時40%[5]。然而通過文獻報道分析,我國一般動物實驗培訓一般只占訓練的5%-10%左右,主要原因在于動物訓練成本較高,動物再利用率低。為此,我們應當加強臨床技能實驗室的建設和投入,吸取劉雙林等[6]經驗,改進動物模型的建立方法。讓基層進修醫師在真實的手術環境下充分體會不同角色的作用和不同角色之間的銜接和配合,從中學習指導醫生的優點和長處,且注意自己的薄弱點和不足,以便進行針對性訓練[7]。

四、討 論

虛擬現實(virtual reality,VR)是用于創建一個虛擬世界的計算機系統,是一種新的人機界面.可在計算機里構建出一個形象逼真的模型。從而生成一種具有三維世界效果的模擬環境。同時利用各種傳感設備使用戶融人該環境,實現用戶與環境的直接交互.并產生與現實世界同樣的反饋信息。虛擬現實技術是集計算機圖形學、人工智能、網絡技術、傳感與測量技術、人機接口技術、仿真技術等高技術于一體的實用化技術。該技術具有沉浸性(immersion)、交互性(interaction)、構想性(imagination)等特點[8]。加強訓練、提高技能是掌握腔鏡手術基本技術的關鍵,是拓展腔鏡手術范圍的基礎,腔鏡手術除需要傳統的外科技術外,尚需具備特殊的操作技能。腔鏡外科手術是在二維平面上遠距離操作,使用的是較長的、專業性較強的特殊器械,缺乏直接敏感的手指觸覺,是通過器械接觸來處理器官和組織,要求手眼協調配合、定位準確。正是由于這些特點,虛擬現實技術及模擬器械操作避免真實情境所帶來的各種危險,并可模擬一些罕見的、兇險的、必須進行迅速和正確救治的病例,反復進行相關臨床技能的訓練[9]。

應用醫學模擬系統可進行一些新技術操作或者某些舊技術在新領域應用的標準化訓練。此次研究結果顯示應用虛擬現實技術同動物模擬訓練相結合,更加有利于有的放矢的訓練,提高學習的效率和質量,縮短培訓的時間。同樣的病例和場景可被重復使用,針對個人操作和處置中的問題,可個性化的模擬出不同的情況,在不危害病人的前提下進行相應的處理和針對的訓練,以專項技能的強化訓練,掌握操作要領,提高熟練程度,同時基于虛擬環境與真實實踐相比較,更加有利于帶教老師更加直觀的發現基層進修醫師在學習過程的誤區、盲區、不足,便于進行針對性的教育,做到真正意義的因材施教,和教學相長。因此,針對基層進修醫師群體的虛擬技術在腔鏡外科規范化和科學化的培訓體系中,有利于一支素質高,業務強的專業化、規范化的泌尿外科腔鏡隊伍建設。

[1]鐘先榮,李金明.淺談腹腔鏡醫學生入門[J].中國普通外科進展,2007(5):427-429.

[2]方馳華,吳東波,鮑蘇蘇,等.腹腔鏡手術的虛擬仿真研究[J].中國內鏡雜志.2009(15):337-341.

[3]黃 志,陳 瓊,程 敏.利用現代教育技術促進繼續醫學教育的飛速發展[J].中國醫學教育技術,2004(18):152-155.

[4]王 利,姜 紅,張兆臣.虛擬現實技術在手術方面的應用[J].中國醫學裝備,2008(2):23-26.

[5]Poulakis V,Witzsch U,De Vries R,et a1.Intensive laparoscopic training:the impact of a simplified pelvic-trainer model for the urethrovesical anastomosis on the 1earning curve[J].World J Urol,2006(11):804-807.

[6]劉雙林,馬 鑫,艾 星,等.泌尿外科腹腔鏡技能培訓模式的初步探索[J].中華泌尿外科雜志,2008(29):605-607.

[7]王永剛,趙繼宗.參考美國住院醫生培訓制度改進我國臨床醫學專業基層進修醫師的培養[J].繼續醫學教育,2011(25):54-56.

[8]張大新.虛擬現實技術(VR)在醫學教育和實驗中的廣泛應用及意義[J].科技創新導報,2008(30):211.

[9]董愛榮,李小華.虛擬技術在醫學領域的應用[J].中國數字醫學,2009(3):90-92.